首页 国际标准结构工程-公众号 海外工程十五年之一四七——美标钢结构特殊抗弯框架之设计(16)

海外工程十五年之一四七——美标钢结构特殊抗弯框架之设计(16)

5.3.3强度

首先使用ASCE 7§2.3或§2.4的荷载组合确定柱的需求强度。尽管钢结构特殊弯矩框架层间位移限值和强柱/弱梁要求通常会控制柱截面的选择,但仍必须验算轴向和弯曲的组合强度。

使用AISC 360§H1中的相互作用方程,验算组合弯曲和轴向荷载下柱强度的可靠性。相互作用公式考虑了一个或两个主轴的弯曲以及轴向压缩或拉伸。在这些公式中,根据AISC 360§E确定柱的轴向抗压Pc适用强度,作为弯曲屈曲极限状态相应的值。根据AISC 360§F2,将柱的适用弯曲强度Mc确定为屈服极限状态(塑性弯矩)和侧向扭转屈曲的较小值。

根据AISC 360§G2,根据剪切屈服和剪切屈曲的极限状态确定柱标准抗剪强度Vn。柱截面的抗剪设计应确保包括相应抗力或安全系数在内的适用强度至少等于需求的抗剪强度。

ASCE 7§2.3或§2.4的荷载组合设计外,AISC 341§D1.4a要求立柱具有足够的轴向强度,以避免荷载组合(包括超强地震荷载)下的整体屈曲或拉伸断裂。可通过使用Ωo根据ASCE7§12.2.1或通过采用塑性机理分析并确定AISC 341§B2允许的承载力限制载荷得出的系数。当满足AISC 341§D1.4a的要求时,允许忽略同时弯矩的考虑。

5.3.4柱脚

柱脚是钢结构特殊弯矩框架设计中的重要组成部分。当设计假设固定支座条件时,必须对柱脚进行设计和详细构造,以在柱中形成潜在的塑性铰。AISC 341§D2.6a、§D2.6b和§D2.6c分别阐述了柱脚的轴向、剪切和弯曲强度要求。

AISC 341条文说明§D2.6c,图C-D2.6显示了使用厚底板、加腋、盖板和其他加强方法在柱中形成塑料铰的刚性柱脚的几个示例。此外,AISC 341第二节D2.6B,图C-D2.4示出了采用锚栓、抗剪键或注浆将剪切力传递到支撑混凝土基础或其附件的实例。不得考虑摩擦作为柱脚处的剪力传递。

C-D2.7抗弯框架的“刚性柱脚”组件示例

ASCE 7§2.3或§2.4的荷载组合设计外,AISC 341§D1.4a要求立柱具有足够的轴向强度,以避免荷载组合(包括超强地震荷载)下的整体屈曲或拉伸断裂。可通过使用Ωo根据ASCE7§12.2.1或通过执行塑性机理分析并确定AISC 341§B2允许的能力限制载荷得出的系数。当满足AISC 341§D1.4a的要求时,允许忽略同时弯矩的考虑。


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